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多姿多彩的暴龙家族(上)


□ 徐星

  暴龙类恐龙也许是恐龙大家族中最著名的一个支系,尤其是暴龙类的代表性物种霸王龙,是家喻户晓的恐龙明星。霸王龙体长十几米、体重五六吨,是一种巨型食肉类恐龙,是北美洲白垩纪末期的绝对统治者。霸王龙不仅是科学家的重点研究对象,也是公众心目中的宠儿,人们想了解有关霸王龙的一切,包括霸王龙怎么吃东西、怎么运动等等。

  科学研究发现,身躯庞大的霸王龙竟然跟体态轻盈的鸟类有很近的亲缘关系,也有许多相似之处。例如,在霸王龙的脊椎上有许多孔洞,科学家们称之为侧凹,实际上是一种气腔构造,是由体内的气囊侵入骨骼中形成的。这些侧凹的存在表明霸王龙和鸟类一样有气囊。气囊是鸟类特有的一种辅助呼吸的结构,使得鸟类呼吸时,气体能够单向循环,大大提高了呼吸效率。这是鸟类具有很高的新陈代谢率的原因之一,能够帮助鸟类进行飞行这样高耗能的运动。包括我们人类在内的哺乳动物在呼吸时,气体是潮汐式的双向流动,每次气体交换完成都不彻底。打个形象的比方:我们在选房子时都喜欢南北通透的,这是因为南北两侧的窗户一打开,房间的空气流动就会非常好;如果只一侧有窗户,房间通风换气的效果就会大打折扣。鸟类的呼吸系统就像一个南北通透的房子,而哺乳动物的则像仅一侧有窗户的房子。

  科学家们不仅希望了解霸王龙和鸟类的亲缘关系到底有多近,而且希望了解霸王龙的其他方面。研究过程中,还产生了很多争论。比如,科学家最初通过研究霸王龙后肢各个部分的长度,推测出霸王龙跑得很快,能达到每小时60~70千米。但后来的研究考虑到更多因素,发现它可能跑不了那么快。甚至有科学家认为霸王龙根本不会跑,因为它体型太大、太笨重了——我们都知道胖人运动起来负担就比普通人重。目前依然有很多科学家通过物理模型或者计算机模型来研究这一问题,结果仍是众说纷纭。霸王龙令人感兴趣的另外一个方面是它的血盆大口到底有多大力气,真的是无坚不摧吗?科学家通过工程力学的方法,精确测算了霸王龙的咬合力。结果非常令人震惊:霸王龙的咬合力可以达到3~6万牛顿,竟然比现在最大的鳄鱼的咬合力大10倍!

  当然,对远古恐龙感兴趣的人来说,巨大的体型永远是他们关注的重点。霸王龙是肉食性动物中的巨无霸,现生陆地肉食动物中,体型最大的也就是2:-3米长,体重在几百公斤左右,但霸王龙体长却可以达到十几米,体重达到五六吨。一个显而易见的问题是:这种超级肉食动物是怎样长成如此巨大体型的呢?科学家用不同的方法进行研究,发现霸王龙的生长速度非常快,而且快速生长的时期也比较长,这可能是霸王龙体型如此庞大的一个重要原因。

  以霸王龙为代表的暴龙家族其实不仅仅生存于白垩纪末期的北美洲,在亚洲等地都曾被发现,甚至包括澳大利亚。这些化石分布的时代从侏罗纪中期一直到白垩纪末期,向我们展示了暴龙家族的演化历史。其中,来自中国的化石告诉了我们有关暴龙家族的一段最激动人心的故事。

  中国暴龙的早期发现

  中国最早的暴龙化石发现于1923年,是美国纽约自然历史博物馆中亚考察队在内蒙古二连戈壁发现的。这支考察队来到蒙古高原的主要目的是寻找人类起源的证据。考察队从北京出发,经张家口一路向北,一直到达今天的蒙古国。途经二连浩特盐池地区时,乔治·奥尔森发现了中国的第一种暴龙。1933年美国古生物学家查尔斯·吉尔摩尔将其命名为奥尔森独龙(A lectrosaurusolseni)。它体长不足5米,是相对进步的暴龙,生活在七八千万年前的白垩纪晚期。最初发现的奥尔森独龙化石并不多,保存比较完整的是后肢骨骼,后来在我国的二连以及蒙古国又陆续发现一些奥尔森独龙化石。

  我国著名恐龙学者董枝明于1977年命名了一种叫鄯善龙的恐龙,当时并没有意识到这是一种暴龙,而是把它当成了一种独特的肉食龙类,并建立鄯善龙科。1979年,董枝明依据发现于河南栾川的化石又命名了另一种暴龙——栾川暴龙。通过进一步的研究,科学家们认为鄯善龙并不是一个有效的命名,因为它其实是发现于蒙占的特暴龙的幼年个体;栾川暴龙也同样被证实属于特暴龙。这些化石虽然不代表新的暴龙物种,但却代表暴龙化石在中国的早期发现,为我们了解这类恐龙在中国的演化提供了重要信息。

  2009年的惊喜

  在科研人员的不懈努力下,一些真正有价值的暴龙化石陆续被发现。2009年,由甘肃地质勘查局的李大庆博士、北京大学的高克勤博士、美国芝加哥菲尔德博物馆的皮特·马克维奇以及美国纽约自然历史博物馆的马克·诺雷尔领导的中美联合考察队在甘肃白垩纪早期的地层中发现一些暴龙化石,并据此命名了白魔雄关龙(Xiongguanlongbaimoensis)。雄关龙是一种比较原始的暴龙,生活在大约1.1亿年前,体重只有约300公斤,属于过渡类型的暴龙类,对于研究白垩纪晚期的巨型暴龙是如何出现的具有重要价值。

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摘自:大自然 2013年第04期  
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